JPH07161288A - Photoelectron emitting surface and electronic tube using it - Google Patents

Photoelectron emitting surface and electronic tube using it

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JPH07161288A
JPH07161288A JP31175393A JP31175393A JPH07161288A JP H07161288 A JPH07161288 A JP H07161288A JP 31175393 A JP31175393 A JP 31175393A JP 31175393 A JP31175393 A JP 31175393A JP H07161288 A JPH07161288 A JP H07161288A
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JP
Japan
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layer
photoelectron
bias voltage
electron
photoelectrons
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Application number
JP31175393A
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Japanese (ja)
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Minoru Aragaki
実 新垣
Yoshihiko Mizushima
宜彦 水島
Toru Hirohata
徹 廣畑
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Hamamatsu Photonics KK
Original Assignee
Hamamatsu Photonics KK
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To reduce a dark current due to applying bias voltage by providing an i-type intermediate layer of high resistance between a light absorbing layer and electron emitting layer of a photoelectron emitting surface, so that a photoelectron can be emitted by the low bias voltage. CONSTITUTION:When near infrared light hnu is incident from an exposed surface of a p<+> type InP semiconductor substrate 1 upon a photoelectron emitting surface applied with suitable bias voltage, the near infrared light hnu, permeating the substrate 1, is absorbed by a p<->InGaAsP light absorbing layer 2, to excite a photoelectron (e). The photoelectron (e) is accelerated by an electric field formed by applying bias voltage, to traverse an interface of the light absorbing layer 2, i-type InP intermediate layer 3 of high resistance and a p<->InP electron emitting layer 4, and after transition to a conduction band, the photoelectron leads to a surface of the electron emitting surface 4. The photoelectron (e) passes through the interface of the light absorbing layer 2 and the intermediate layer 3 by a tunnel effect even at low bias voltage. By applying suitable Cs to a surface of the electron emitting layer 4, the arriving photoelectron (e) is easily emitted to the outside from an exposed surface of the layer 4.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、光の入射によって光電
子を放出する光電子放出面およびそれを用いた電子管に
関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a photoelectron emitting surface which emits photoelectrons upon incidence of light and an electron tube using the photoelectron emitting surface.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、p型III −V族化合物半導体のヘ
テロ積層構造にバイアス電圧を印加し、内部電界により
光電子を伝導帯のГ谷からL谷へ遷移させた後に真空中
へ放出させる、いわゆる遷移電子型光電子放出面がU
S.PAT.3,958,143に開示されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a bias voltage is applied to a hetero-stacked structure of a p-type III-V group compound semiconductor, and an internal electric field causes photoelectrons to transition from the valleys of the conduction band to the valleys L and then to be emitted into a vacuum. The so-called transition electron type photoelectron emission surface is U
S. PAT. 3,958,143.

【0003】これは、例えば図9に断面概略図を示すよ
うな、p+ InP基板1、p- InGaAsP光吸収層
2、p- InP電子放出層4、厚さ100Å以下のAg
薄膜ショットキ電極5から成る構造がよくしられてい
る。
This is because, for example, a p + InP substrate 1, a p -- InGaAsP light absorption layer 2, a p -- InP electron emission layer 4, and a Ag layer having a thickness of 100 Å or less, as shown in the schematic sectional view of FIG.
A structure composed of the thin film Schottky electrode 5 is well known.

【0004】この遷移電子型光電子放出面のバイアス電
圧が印加されていない場合のエネルギーバンド図を図1
0に示す。この場合、p- InGaAsP光吸収層2で
伝導帯に励起された光電子eは、伝導帯のエネルギー障
壁によりp- InP電子放出層4の表面まで到達するこ
とはできない。
FIG. 1 is an energy band diagram when no bias voltage is applied to the transition electron type photoelectron emission surface.
It shows in 0. In this case, the photoelectrons e excited in the conduction band in the p InGaAsP light absorption layer 2 cannot reach the surface of the p InP electron emission layer 4 due to the energy barrier in the conduction band.

【0005】次に、前記光電子放出面において、適当な
バイアス電圧が印加され内部電界が形成された場合のエ
ネルギーバンド図を図11に示す。この場合には、図に
示すように、p- InGaAsP光吸収層2とp- In
P電子放出層4の間の伝導帯の不連続△Eが小さくな
る。したがって、p- InGaAsP光吸収層2で伝導
帯に励起された光電子eはp- InP電子放出層4に移
動することができ、さらに半導体内部に形成された電界
により加速され伝導帯のГ谷からL谷へ遷移された後に
外部へ放出される。
Next, FIG. 11 shows an energy band diagram in the case where an appropriate bias voltage is applied and an internal electric field is formed on the photoelectron emitting surface. In this case, as shown in the figure, the p -- InGaAsP light absorption layer 2 and the p -- In
The conduction band discontinuity ΔE between the P electron emission layers 4 becomes small. Therefore, the photoelectrons e excited in the conduction band in the p InGaAsP light absorption layer 2 can move to the p InP electron emission layer 4, and are accelerated by the electric field formed inside the semiconductor, and from the valley of the conduction band. After transitioning to the L valley, it is released to the outside.

【0006】しかしながら、このような構造の遷移電子
型光電子放出面では本質的にp- InGaAsP光吸収
層2とp- InP電子放出層4の界面に伝導帯のエネル
ギー障壁△Eが存在し、かつその幅dが光電子がトンネ
ル効果で通過できない程度の厚さであるため、p- In
GaAsP光吸収層2で励起された光電子eはこの伝導
帯の不連続を乗り越えるだけの電界による加速が必要と
なる。
However, such a transition electron type photoemission surface of a structure essentially p - InGaAsP light absorbing layer 2 and p - energy barrier △ E of the conduction band at the interface of InP electron emitting layer 4 is present and Since the width d is such that photoelectrons cannot pass through the tunnel effect, p -- In
The photoelectrons e excited in the GaAsP light absorption layer 2 need to be accelerated by an electric field enough to overcome the discontinuity of the conduction band.

【0007】この構造の遷移電子型光電子放出面では、
光電子eがこの伝導帯の不連続を乗り越えてp- InP
電子放出層4に移動するためにある程度の高いバイアス
電圧が必要となり、この高いバイアス電圧によるショッ
トキ電極5からの正孔の漏れ電流に起因したダーク電流
の増加が大きな問題となっていた。
In the transition electron type photoelectron emission surface of this structure,
Photoelectron e overcomes this discontinuity in the conduction band and p - InP
A certain high bias voltage is required to move to the electron emission layer 4, and the increase in dark current due to the leakage current of holes from the Schottky electrode 5 due to this high bias voltage has been a serious problem.

【0008】一方、ダーク電流を減少させるために、光
吸収層に電子の透過性を保ちながら価電子帯内部に可能
的最高限度のポテンシャル障壁を形成することができる
薄膜の付加層を形成する光電子放出面が特公昭62−1
33633に開示されている。図12は、この光電子放
出面の構造と、そのバイアス電圧印加時のエネルギーバ
ンド図を示したものである。
On the other hand, in order to reduce the dark current, a photoelectron that forms an additional layer of a thin film capable of forming a potential barrier of the highest possible limit inside the valence band while maintaining electron transparency in the light absorption layer. The emission surface is Japanese Patent Publication Sho 62-1
33633. FIG. 12 shows the structure of this photoelectron emitting surface and the energy band diagram when the bias voltage is applied.

【0009】この光電子放出面は入射光によって励起さ
れた光電子eに対しては透過可能で、かつ電極19から
注入された正孔hに対しては障壁となるような、光吸収
層16、18よりもエネルギーギャップが大きく、かつ
適当な膜厚の薄膜を付加層17として光吸収層16、1
8内に挿入することにより、正孔hの加速による衝突イ
オン化によって生ずる電子を抑制して、ダーク電流を減
少させようとするものである。
The photoelectron emission surface is transparent to the photoelectrons e excited by the incident light and serves as a barrier to the holes h injected from the electrode 19, and the photoabsorption layers 16 and 18. A thin film having a larger energy gap and an appropriate film thickness as the additional layer 17 is used as the light absorption layers 16 and 1
By inserting the holes 8 into electrons, electrons generated by collisional ionization due to acceleration of holes h are suppressed and the dark current is reduced.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この光
電子放出面は、前記付加層17を光吸収層16、18に
挿入することによって形成された伝導帯の障壁を光電子
eが透過できるだけの電界を新たに与える必要を生じる
ことになり、このためにバイアス電圧を増加させる必要
がある。図12の光電子放出面は、このバイアス電圧の
増加により電極19から注入される正孔hが増加すると
いう本来の目的と相反する欠点を本質的に有している。
However, this photoelectron emission surface has a new electric field that allows the photoelectrons e to pass through the conduction band barrier formed by inserting the additional layer 17 into the photoabsorption layers 16 and 18. Therefore, it is necessary to increase the bias voltage. The photoelectron emission surface of FIG. 12 essentially has a defect that the holes h injected from the electrode 19 increase due to the increase of the bias voltage, which is contrary to the original purpose.

【0011】本発明は上記の欠点を有さない光電子放出
面を提供するためなされたもので、従来のものよりも低
いバイアス電圧で電子を放出できる光電子放出面を提供
するとともに、光電子放出面からのダーク電流が著しく
減少した高感度かつ低雑音の電子管を提供することを目
的とする。
The present invention has been made in order to provide a photoelectron emitting surface which does not have the above-mentioned drawbacks, and provides a photoelectron emitting surface capable of emitting electrons at a bias voltage lower than that of the conventional one, and from the photoelectron emitting surface. It is an object of the present invention to provide a high-sensitivity and low-noise electron tube in which the dark current is significantly reduced.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の光電子放出面は、III −V族化合物半導
体のヘテロ積層構造を有し、入射光を吸収して光電子を
励起する光電子放出面であって、(a)基板上に形成さ
れたエネルギーギャップの小さな光吸収層と、(b)光
吸収層の上面に積層され、光吸収層よりエネルギーギャ
ップが大きく、かつ高抵抗のi型中間層と、(c)i型
中間層の上面に積層された電子放出層と、(d)基板に
接する第1の電極と、(e)電子放出層に接する第2の
電極とを備え、入射光は基板側から入射し、光電子は電
子放出層側に放出されることを特徴としている。
In order to achieve the above object, the photoelectron emission surface of the present invention has a hetero-laminated structure of III-V group compound semiconductors and absorbs incident light to excite photoelectrons. The photoelectron emission surface is (a) a light absorption layer having a small energy gap formed on the substrate, and (b) is laminated on the upper surface of the light absorption layer, has a larger energy gap than the light absorption layer, and has a high resistance. An i-type intermediate layer, (c) an electron emission layer stacked on the upper surface of the i-type intermediate layer, (d) a first electrode in contact with the substrate, and (e) a second electrode in contact with the electron emission layer. It is characterized in that incident light is incident from the substrate side and photoelectrons are emitted to the electron emission layer side.

【0013】ここで、電子放出層は、厚さが100Å以
下のn型層であってもよい。
Here, the electron emission layer may be an n-type layer having a thickness of 100 Å or less.

【0014】また、基板に接する第1の電極は基板表面
の少なくとも一部が露出するパターンに形成され、電子
放出層に接する第2の電極は電子放出層表面の少なくと
も一部が露出するパターンに形成され、入射光は基板の
露出面から入射し、光電子は電子放出層の露出面から放
出されてもよい。
The first electrode in contact with the substrate is formed in a pattern in which at least a part of the substrate surface is exposed, and the second electrode in contact with the electron emission layer is in a pattern in which at least a part of the electron emission layer surface is exposed. Once formed, incident light may be incident from the exposed surface of the substrate and photoelectrons may be emitted from the exposed surface of the electron emitting layer.

【0015】また、電子放出層に接する第2の電極は、
Al、Au、Ag、Mo、NiもしくはWの金属もしく
はシリサイドまたはそれらの合金から成ってもよい。
The second electrode in contact with the electron emission layer is
It may be made of a metal of Al, Au, Ag, Mo, Ni or W or a silicide or an alloy thereof.

【0016】また、上記の目的を達成するために、本発
明の電子管は、上記の光電子放出面を具備することを特
徴としている。
In order to achieve the above object, the electron tube of the present invention is characterized by including the above-mentioned photoelectron emitting surface.

【0017】[0017]

【作用】第1および第2の電極を介して光電子を加速す
る方向にバイアス電圧が印加された状態で、本発明によ
る光電子放出面に基板側から光が入射すると、入射光は
基板を透過し、光吸収層で吸収され、光電子を励起す
る。
When light is incident on the photoelectron emission surface of the present invention from the substrate side with a bias voltage applied in the direction of accelerating photoelectrons via the first and second electrodes, the incident light passes through the substrate. , Is absorbed in the light absorption layer and excites photoelectrons.

【0018】一方、バイアス電圧の印加により、光電子
放出面には内部電界が形成され、表面付近の空乏化によ
りバンドの曲がりが生じるが、伝導帯の光吸収層とi型
中間層の界面にエネルギー障壁は存在している。
On the other hand, when a bias voltage is applied, an internal electric field is formed on the photoelectron emission surface, and band bending occurs due to depletion near the surface, but energy is generated at the interface between the light absorption layer in the conduction band and the i-type intermediate layer. Barriers exist.

【0019】励起された光電子は、バイアス電圧の印加
によって形成された電界により加速され、光吸収層とi
型中間層の界面に達する。この界面に存在するエネルギ
ー障壁は、i型中間層の強い内部電界により従来よりも
障壁の幅が狭まっているので、光電子はこの障壁をトン
ネル効果により容易に通過する。
The excited photoelectrons are accelerated by an electric field formed by applying a bias voltage, and the photoelectrons and i
Reach the interface of the mold interlayer. Since the energy barrier existing at this interface has a narrower width than that of the conventional one due to the strong internal electric field of the i-type intermediate layer, photoelectrons easily pass through this barrier by the tunnel effect.

【0020】光吸収層とi型中間層の界面を通過した光
電子は、i型中間層と電子放出層の界面を横切り、伝導
帯のΓ谷の底からL谷の底へ遷移した後、電子放出層の
表面まで容易に到達し、外部へ放出される。
The photoelectrons that have passed through the interface between the light absorbing layer and the i-type intermediate layer cross the interface between the i-type intermediate layer and the electron-emitting layer, transition from the bottom of the Γ valley of the conduction band to the bottom of the L valley, and then the electrons. It easily reaches the surface of the release layer and is released to the outside.

【0021】光電子eは伝導帯のエネルギー障壁をトン
ネル効果により容易に通過するので、従来よりもはるか
に低いバイアス電圧の印加で光電子が放出される。そし
て、バイアス電圧を低くすると、バイアス電圧の印加に
よる光電子放出面への正孔の注入が抑制され、この正孔
に起因するダーク電流が著しく減少する。
Since the photoelectrons e easily pass through the energy barrier of the conduction band due to the tunnel effect, the photoelectrons are emitted by applying a bias voltage much lower than the conventional one. Then, when the bias voltage is lowered, injection of holes into the photoelectron emission surface due to application of the bias voltage is suppressed, and the dark current due to the holes is significantly reduced.

【0022】また、本発明による光電子放出面のうち、
極薄膜n型半導体層を電子放出層とするものでは、電子
放出層の内部電界強度が低いので、電子放出層に接する
電極からの正孔の注入がさらに抑制され、いっそうダー
ク電流が減少する。
Among the photoelectron emitting surfaces according to the present invention,
In the case of using the ultrathin n-type semiconductor layer as the electron emission layer, since the internal electric field strength of the electron emission layer is low, injection of holes from the electrode in contact with the electron emission layer is further suppressed, and the dark current is further reduced.

【0023】また、上記の光電子放出面を具備する電子
管は、ダーク電流が従来より大幅に減少しつつ作動す
る。
Further, the electron tube having the above-mentioned photoelectron emitting surface operates while the dark current is greatly reduced as compared with the conventional one.

【0024】[0024]

【実施例】以下、添付図面を参照しながら本発明の実施
例を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の
要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same elements will be denoted by the same reference symbols, without redundant description.

【0025】本発明による光電子放出面の実施例の断面
概略図を図1に示す。この光電子放出面は、p+ 型In
P半導体基板1の上にp- InGaAsP光吸収層2
が、その上に高抵抗のi型InP中間層3が、その上に
- InP電子放出層4がエピタキシャル成長されたII
I −V族化合物半導体へテロ積層構造を有する。さら
に、電子放出層4の上には、電子放出層4の表面の一部
が露出するパターンに形成されたAlショットキ電極5
が形成され、p+ 型InP半導体基板1の下面には、こ
の基板1の表面の一部が露出するパターンに形成された
AuGeオーミック電極6が形成されている。電子放出
層4の表面にはさらに仕事関数を低下させるためにアル
カリ金属7としてCsがごく薄く塗布されている。
A cross-sectional schematic view of an embodiment of the photoelectron emitting surface according to the present invention is shown in FIG. This photoelectron emission surface is p + type In
P InGaAsP light absorption layer 2 on P semiconductor substrate 1
However, a high-resistance i-type InP intermediate layer 3 was epitaxially grown thereon, and a p -- InP electron emission layer 4 was epitaxially grown thereon. II
It has an I-V group compound semiconductor hetero-stacked structure. Further, on the electron emission layer 4, an Al Schottky electrode 5 formed in a pattern in which a part of the surface of the electron emission layer 4 is exposed.
Is formed, and an AuGe ohmic electrode 6 is formed on the lower surface of the p + type InP semiconductor substrate 1 in a pattern in which a part of the surface of the substrate 1 is exposed. On the surface of the electron emission layer 4, Cs as an alkali metal 7 is applied very thinly in order to further lower the work function.

【0026】いま、適当なバイアス電圧が印加されたこ
の光電子放出面に、近赤外光hνがp+ 型InP半導体
基板1の露出面から入射したとすると、近赤外光のhν
はp+ InP半導体基板1を透過し、p- InGaAs
P光吸収層2で吸収され、光電子eを励起する。光電子
eはバイアス電圧の印加によって形成された電界により
加速され、p- InGaAsP光吸収層2、i型InP
中間層3、p- InP電子放出層4の界面を横切り、伝
導帯のΓ谷からL谷の底へ遷移した後、p- InP電子
放出層4の表面に到達する。すなわち、本実施例の光電
子放出面は、入射光が基板1側から入射し、光電子が電
子放出層4側に放出される、いわゆる透過型光電子放出
面となっている。
Now, assuming that near infrared light hν enters the photoelectron emitting surface to which an appropriate bias voltage is applied from the exposed surface of the p + type InP semiconductor substrate 1, the near infrared light hν will be hν.
Penetrates the p + InP semiconductor substrate 1 and p InGaAs
It is absorbed by the P light absorption layer 2 and excites the photoelectron e. The photoelectrons e are accelerated by the electric field formed by applying the bias voltage, and the p InGaAsP light absorption layer 2 and the i-type InP
After passing through the interface between the intermediate layer 3 and the p InP electron emission layer 4 and transiting from the Γ valley of the conduction band to the bottom of the L valley, it reaches the surface of the p InP electron emission layer 4. That is, the photoelectron emission surface of this embodiment is a so-called transmissive photoelectron emission surface where incident light enters from the substrate 1 side and photoelectrons are emitted to the electron emission layer 4 side.

【0027】そして、本実施例において特徴的な点は、
低いバイアス電圧であっても光電子eがp- InGaA
sP光吸収層2とi型InP中間層3の界面をトンネル
効果により通り抜けることである。
The characteristic point of this embodiment is that
Even if the bias voltage is low, the photoelectron e is p - InGaA
This is to pass through the interface between the sP light absorption layer 2 and the i-type InP intermediate layer 3 by the tunnel effect.

【0028】p- InP電子放出層4の表面は適当なC
sの塗布により仕事関数が低下されており、到達した光
電子eは電子放出層4の露出面から容易に外部へ放出さ
れる。
The surface of the p - InP electron emission layer 4 has a suitable C
The work function is lowered by the application of s, and the reached photoelectrons e are easily emitted to the outside from the exposed surface of the electron emission layer 4.

【0029】図2に本実施例の光電子放出面のバイアス
電圧が印加されていないときのエネルギーバンド図を示
す。p- InGaAsP光吸収層2とp- InP電子放
出層4の間にi型InP中間層3が導入されている。し
かしながら、このバイアス電圧を印加していない状態で
は、p- InGaAsP光吸収層2で励起された光電子
eは伝導帯の不連続によりp- InP電子放出層4の表
面まで到達することはできない。
FIG. 2 shows an energy band diagram when the bias voltage of the photoelectron emitting surface of this embodiment is not applied. An i-type InP intermediate layer 3 is introduced between the p InGaAsP light absorption layer 2 and the p InP electron emission layer 4. However, in the state where the bias voltage is not applied, the photoelectrons e excited in the p InGaAsP light absorption layer 2 cannot reach the surface of the p InP electron emission layer 4 due to the discontinuity of the conduction band.

【0030】図3には本実施例の光電子放出面のバイア
ス電圧が印加されているときのエネルギーバンド図を示
す。バイアス電圧の印加により内部電界が形成され、表
面付近の空乏化によりバンドの曲がりが生じている。
FIG. 3 shows an energy band diagram when a bias voltage on the photoelectron emission surface of this embodiment is applied. An internal electric field is formed by applying a bias voltage, and band bending occurs due to depletion near the surface.

【0031】p- InGaAsP光吸収層2とp- In
P電子放出層4の間の伝導帯の不連続は、i型InP中
間層3の存在により図3に示すようになる。従来と同
様、伝導帯にエネルギー障壁が存在するが、InP中間
層3がi型であり、それゆえ強い内部電界を有するた
め、従来よりも障壁の幅dが狭まる。その結果、光電子
eは、バイアス電圧の大きさが従来と同程度であって
も、伝導帯のエネルギー障壁をトンネル効果により容易
に通過できる。
P - InGaAsP light absorption layer 2 and p - In
The conduction band discontinuity between the P electron emission layers 4 is as shown in FIG. 3 due to the presence of the i-type InP intermediate layer 3. Although there is an energy barrier in the conduction band as in the conventional case, the width d of the barrier becomes narrower than in the conventional case because the InP intermediate layer 3 is i-type and therefore has a strong internal electric field. As a result, the photoelectrons e can easily pass through the energy barrier of the conduction band by the tunnel effect even if the magnitude of the bias voltage is about the same as the conventional one.

【0032】したがって、p- InGaAsP光吸収層
2で励起された光電子eはp- InP電子放出層4の表
面まで容易に到達することができる。ここで、伝導帯の
エネルギー障壁の幅は従来よりも狭まっているので、光
電子eの障壁通過に必要なバイアス電圧を従来よりもは
るかに低く設定することが可能である。このことは、バ
イアス電圧の印加によるショットキ電極5からの正孔の
注入を抑制して、この正孔に起因するダーク電流を著し
く減少させることになる。したがって、この種の遷移電
子型光電子放出面の最大の欠点であるダーク電流を低減
させることが可能である。
Therefore, the photoelectrons e excited in the p -- InGaAsP light absorption layer 2 can easily reach the surface of the p -- InP electron emission layer 4. Here, since the width of the energy barrier of the conduction band is narrower than in the conventional case, the bias voltage required for the photoelectrons e to pass through the barrier can be set to be much lower than in the conventional case. This suppresses the injection of holes from the Schottky electrode 5 due to the application of the bias voltage, and significantly reduces the dark current caused by the holes. Therefore, it is possible to reduce the dark current, which is the biggest drawback of this type of transition electron photoemissive surface.

【0033】もちろん、さらに伝導帯に界面のエネルギ
ー障壁ΔEを小さくするために、i型InP中間層3を
InGaAsPからInPへなだらかに組成が変化する
ような傾斜組成層とすることが有効であることは容易に
想像できる。しかし、本質的なことは、中間層3が高抵
抗のi型半導体からなるため、光電子が伝導帯のエネル
ギー障壁をトンネル効果によって容易に通過でき、した
がって、バイアス電圧を低く設定できるので、光電子放
出面への正孔の注入を抑えることが可能なことである。
Of course, in order to further reduce the interface energy barrier ΔE in the conduction band, it is effective that the i-type InP intermediate layer 3 is a graded composition layer in which the composition is gradually changed from InGaAsP to InP. Can be easily imagined. However, what is essential is that, since the intermediate layer 3 is composed of a high-resistance i-type semiconductor, photoelectrons can easily pass through the energy barrier of the conduction band by the tunnel effect, and thus the bias voltage can be set low, so that the photoelectron emission is reduced. That is, it is possible to suppress the injection of holes into the surface.

【0034】次に、本発明による第2の光電子放出面の
実施例の断面概略図を図4に示す。この光電子放出面
は、p+ 型InP半導体基板1の上にp- InGaAs
P光吸収層2、その上に高抵抗のi型InP中間層3、
その上に厚さ100Å以下のn型InP電子放出層8が
エピタキシャル成長されたIII −V族化合物半導体ヘテ
ロ積層構造を有する。さらに、電子放出層8の上には、
電子放出層8の少なくとも一部が露出するパターンに形
成されたAlショットキ電極5が形成され、p+型In
P半導体基板1の下面にはAuGeオーミック電極6が
層状に形成されている。電子放出層8の表面にはさらに
仕事関数を低下させるためにアルカリ金属7としてCs
が極く薄く塗布されている。
Next, FIG. 4 shows a schematic sectional view of an embodiment of the second photoelectron emitting surface according to the present invention. This photoelectron emission surface is formed on the p + type InP semiconductor substrate 1 by p InGaAs.
P light absorption layer 2, high resistance i-type InP intermediate layer 3 thereon,
It has a III-V group compound semiconductor hetero layered structure in which an n-type InP electron emission layer 8 having a thickness of 100 Å or less is epitaxially grown thereon. Furthermore, on the electron emission layer 8,
The Al Schottky electrode 5 formed in a pattern in which at least a part of the electron emission layer 8 is exposed is formed, and p + type In
On the lower surface of the P semiconductor substrate 1, AuGe ohmic electrodes 6 are formed in layers. On the surface of the electron emission layer 8, Cs is used as an alkali metal 7 in order to further lower the work function.
Is applied very thinly.

【0035】いま、適当なバイアス電圧を印加されたこ
の光電子放出面に、近赤外光hνがp+ 型InP半導体
基板1の露出面から入射したとすると、近赤外光hνは
+型InP半導体基板1を透過しp- InGaAsP
光吸収層2で吸収され光電子eを励起する。光電子eは
バイアス電圧の印加によって形成された電界により加速
され、p- InGaAsP光吸収層2、i型InP中間
層3の界面を横切り、伝導帯のΓ谷の底からL谷の底へ
遷移した後、n型InP電子放出層8の表面に到達す
る。
Now, assuming that near-infrared light hν enters the photoelectron emission surface to which an appropriate bias voltage is applied from the exposed surface of the p + type InP semiconductor substrate 1, the near infrared light hν is p + type. P - InGaAsP through the InP semiconductor substrate 1
It is absorbed in the light absorption layer 2 and excites the photoelectrons e. The photoelectrons e are accelerated by an electric field formed by applying a bias voltage, cross the interface between the p InGaAsP light absorption layer 2 and the i-type InP intermediate layer 3, and transit from the bottom of the Γ valley of the conduction band to the bottom of the L valley. After that, the surface of the n-type InP electron emission layer 8 is reached.

【0036】n型InP電子放出層8の表面は適当なC
sの塗布により仕事関数が低下されており、到達した光
電子eはn型InP電子放出層8の露出面から容易に真
空中へ放出される。したがって明らかに、図4の光電子
放出面もいわゆる透過型光電子放出面である。
The surface of the n-type InP electron emission layer 8 has a suitable C
The work function is lowered by the application of s, and the reached photoelectrons e are easily emitted into the vacuum from the exposed surface of the n-type InP electron emission layer 8. Therefore, obviously, the photoelectron emission surface of FIG. 4 is also a so-called transmissive photoelectron emission surface.

【0037】図5に、本実施例の光電子放出面のバイア
ス電圧が印加されていない時のエネルギーバンド図を、
また図6に、バイアス電圧印加時のエネルギーバンド図
を示す。
FIG. 5 is an energy band diagram when no bias voltage is applied to the photoelectron emission surface of this embodiment.
FIG. 6 shows an energy band diagram when a bias voltage is applied.

【0038】本実施例の光電子放出面も、高抵抗のi型
半導体からなる中間層3を備えているので、図1の光電
子放出面と同様に、光電子は伝導帯のエネルギー障壁を
トンネル効果によって容易に通過することができ、した
がってバイアス電圧を従来よりもはるかに低く設定でき
るので、光電子放出面への正孔の注入を抑えることが可
能である。
Since the photoelectron emission surface of this embodiment also includes the intermediate layer 3 made of a high-resistance i-type semiconductor, the photoelectrons are tunneled through the energy barrier of the conduction band by the tunnel effect as in the photoelectron emission surface of FIG. Since it can easily pass therethrough and the bias voltage can be set to be much lower than in the past, it is possible to suppress the injection of holes into the photoelectron emission surface.

【0039】これに加えて、本実施例の光電子放出面は
電子放出層がn型半導体であるため、図6から明らかな
ように、Alショットキ電極5の近傍で内部電界の強度
が低下している。したがって、ショットキ電極5からの
正孔の注入がさらに抑制される。この結果、本実施例の
光電子放出面では、正孔注入に起因したダーク電流をい
っそう減少させることが可能である。
In addition, since the electron emission layer of the photoelectron emission surface of this embodiment is an n-type semiconductor, the strength of the internal electric field decreases near the Al Schottky electrode 5, as is apparent from FIG. There is. Therefore, the injection of holes from the Schottky electrode 5 is further suppressed. As a result, on the photoelectron emission surface of the present embodiment, it is possible to further reduce the dark current due to hole injection.

【0040】ところで、従来技術として挙げた特開昭6
2−133633に開示されている図12に示した光電
子放出面は、ダーク電流を減少させるという目的におい
ては本発明と同様のものである。しかし、この光電子放
出面は電極19から注入された正孔hの走行を抑制しよ
うとするものであり、正孔hの注入そのものを抑制する
ものではない。この光電子放出面では、ダーク電流を減
少させるために、光電子eは透過できるが正孔hは透過
できないようなエネルギー障壁が設けられている。
By the way, Japanese Laid-Open Patent Publication No.
The photoemissive surface shown in FIG. 12 disclosed in 2-133633 is similar to the present invention for the purpose of reducing dark current. However, this photoelectron emission surface is intended to suppress the traveling of the holes h injected from the electrode 19, and does not suppress the injection of the holes h itself. On this photoelectron emission surface, in order to reduce the dark current, an energy barrier is provided so that photoelectrons e can pass but holes h cannot pass.

【0041】このエネルギー障壁を設けるため、図12
および図13に示した光電子放出面には、光吸収層1
6、18よりもエネルギーギャップが大きく、かつ適当
な膜厚の付加層17が光吸収層16と18の間に挿入さ
れている。従って、この付加層17は、その両側のエネ
ルギーギャップのより小さな層、すなわち光吸収層1
6、18によって挾まれることにより、伝導帯および価
電子帯に障壁を形成している。これは付加層17の数を
増加させたものでもまったくその本質的な原理は同様で
ある。
In order to provide this energy barrier, FIG.
The photoabsorption layer 1 is formed on the photoelectron emission surface shown in FIG.
An additional layer 17 having an energy gap larger than those of Nos. 6 and 18 and having an appropriate film thickness is inserted between the light absorption layers 16 and 18. Therefore, this additional layer 17 is a layer having a smaller energy gap on both sides thereof, that is, the light absorption layer 1
By being sandwiched by 6 and 18, barriers are formed in the conduction band and the valence band. Even if the number of additional layers 17 is increased, the essential principle is the same.

【0042】形成された障壁は、付加層17のエネルギ
ーギャップや極性や層厚を調節することにより、光電子
eの透過を確保しつつも、正孔hの走行を遮るので、正
孔hの加速による衝突イオン化によって生ずる電子を抑
制して、正孔注入に起因したダーク電流を減少させるこ
とが可能である。
By controlling the energy gap, polarity and layer thickness of the additional layer 17, the barrier thus formed blocks the travel of the holes h while ensuring the transmission of the photoelectrons e, so that the holes h are accelerated. It is possible to suppress the electrons generated by the collisional ionization due to, and reduce the dark current caused by the hole injection.

【0043】一方、本発明はダーク電流を減少させると
いう目的は同様であるが、ダーク電流の発祥源である正
孔hの注入そのものを抑制するものであり、このために
高抵抗のi型中間層3を光吸収層2と電子放出層4の間
に挿入しヘテロ界面での電界集中を生じさせ、必要なバ
イアス電圧を低下させるものである。また電子放出層4
をn型の薄膜とし、ショットキ電極5の近傍での内部電
界強度を低下させて正孔hの注入を抑制するものであ
る。従って本発明の光電子放出面によれば価電子帯の障
壁を形成する必要もなく、またエネルギーギャップの小
さな層で中間層3を挟む必要もない。上述のように本発
明と前記特開公昭62−133633は、その作用、構
造において本質的に異なるものである。
On the other hand, although the present invention has the same purpose of reducing the dark current, it suppresses the injection of the holes h, which are the origin of the dark current, and therefore, the i-type intermediate with high resistance is used. The layer 3 is inserted between the light absorption layer 2 and the electron emission layer 4 to cause electric field concentration at the hetero interface, thereby lowering the required bias voltage. In addition, the electron emission layer 4
Is an n-type thin film to reduce the internal electric field strength in the vicinity of the Schottky electrode 5 and suppress the injection of holes h. Therefore, according to the photoelectron emission surface of the present invention, it is not necessary to form a barrier of the valence band, and it is not necessary to sandwich the intermediate layer 3 between layers having a small energy gap. As described above, the present invention and the above-mentioned JP-A-62-133633 are essentially different in operation and structure.

【0044】なお,本実施例ではInP/InGaAs
ヘテロ積層構造を例に説明したが光電子放出面の材料は
これに限るわけではなく、例えばUS.PAT.3,9
58,143に開示されているような材料すべてに適用
できることはもちろんである。また、ショットキ電極5
あるいはオーミック電極6にもちいる材料は実施例のも
のに限られる訳ではなく、AlまたはAuまたはAgま
たはMoまたはWまたはNiの金属またはシリサイドあ
るいはそれらの合金から成ってもよい。さらにアルカリ
金属7もCsに限られるものではないことはもちろんで
ある。なお、上記実施例でオーミック電極6は、オーミ
ック特性を有するようGeが添加されたAuから構成さ
れている。しかしながら、本実施例で述べたショットキ
電極5及びオーミック電極6は特にこれに限定されるも
のではなく、半導体のヘテロ積層構造の内部に効果的に
電界を形成できる作用を有するものであれば構わないこ
とはもちろんである。
In this embodiment, InP / InGaAs is used.
Although the hetero-laminated structure has been described as an example, the material for the photoelectron emitting surface is not limited to this, and is described in US Pat. PAT. 3,9
Of course, it can be applied to all the materials as disclosed in 58,143. Also, the Schottky electrode 5
Alternatively, the material used for the ohmic electrode 6 is not limited to that of the embodiment, but may be made of a metal of Al, Au, Ag, Mo, W, or Ni, a silicide, or an alloy thereof. Further, it goes without saying that the alkali metal 7 is not limited to Cs. The ohmic electrode 6 in the above embodiment is composed of Au to which Ge is added so as to have ohmic characteristics. However, the Schottky electrode 5 and the ohmic electrode 6 described in the present embodiment are not particularly limited to this, and any material having an action capable of effectively forming an electric field inside the hetero-laminated structure of semiconductors may be used. Of course.

【0045】本発明による光電子放出面は、外部光電効
果を利用する電子管に適用することができる。図7は、
図1または図4の光電子放出面30を、ヘッドオン型の
光電子増倍管へ応用した場合の実施例の側断面図であ
る。なお、光電子放出面30の構造は前記図1または図
4のものと同様であるので省略した。
The photoelectron emission surface according to the present invention can be applied to an electron tube utilizing the external photoelectric effect. Figure 7
FIG. 9 is a side sectional view of an example in which the photoelectron emitting surface 30 of FIG. 1 or 4 is applied to a head-on type photomultiplier tube. The structure of the photoelectron emitting surface 30 is the same as that shown in FIG. 1 or FIG.

【0046】入射窓13を通して光hνが光電子放出面
30に入射し、光電子eが入射面と反対側の矢印の方向
へ放出される。放出された光電子eは第1ダイノード1
0へ入射し、入射した光電子eの2〜3倍程度の数の2
次電子が放出される。この2次電子はさらに第2ダイノ
ード11へ入射し同様に2〜3倍の2次電子を放出する
の。これを繰り返すことにより最終的に陽極12では光
電子放出面30から放出された光電子eの106 倍程度
の光電流として検出され、非常に高感度な光検出が可能
となる。
Light hν is incident on the photoelectron emission surface 30 through the incident window 13, and photoelectrons e are emitted in the direction of the arrow opposite to the incident surface. The emitted photoelectrons e are the first dynode 1
0, and the number of 2 to 3 times the number of incident photoelectrons e.
Secondary electrons are emitted. The secondary electrons further enter the second dynode 11 and similarly emit 2-3 times more secondary electrons. By repeating this, the anode 12 finally detects as a photocurrent of about 10 6 times the photoelectrons e emitted from the photoelectron emitting surface 30, and very highly sensitive photodetection becomes possible.

【0047】ところで、この時に光電子放出面30のダ
ーク電流が多いと、これらダーク電流により発生した電
子も同様に増倍されて陽極12で信号と混在して検出さ
れることになり、結果としてS/Nの低下を招くことに
なる。したがって、このような光電子増倍管では光電子
放出面30のダーク電流が多いことは光検出器としては
致命的欠点となる。
By the way, if the dark current on the photoelectron emission surface 30 is large at this time, the electrons generated by these dark currents are also multiplied and detected at the anode 12 in a mixed manner with the signal, resulting in S / N will be reduced. Therefore, in such a photomultiplier tube, a large dark current on the photoelectron emission surface 30 is a fatal defect as a photodetector.

【0048】本実施例で用いた図1または図4の光電子
放出面30は、前述したように、ダーク電流が従来のも
のに比較して大幅に減少しているので、本実施例の光電
子増倍管は高感度かつ低雑音という優れた特性を有して
いる。
The photoelectron emission surface 30 of FIG. 1 or FIG. 4 used in this embodiment has the dark current significantly reduced as compared with the conventional one, as described above, and thus the photoelectron enhancement surface of this embodiment is increased. The double tube has the excellent characteristics of high sensitivity and low noise.

【0049】図8は、図1または図4の光電子放出面3
0を近傍型の画像増強管に応用した場合の実施例の側断
面図である。ここでも、光電子放出面30の構造は、前
記図1または図4のものと同様であるので省略してあ
る。
FIG. 8 shows the photoelectron emitting surface 3 of FIG. 1 or 4.
It is a sectional side view of an example when 0 is applied to a near type image intensifying tube. Also here, the structure of the photoelectron emitting surface 30 is omitted because it is similar to that of FIG. 1 or FIG.

【0050】入射窓13を通して入射した光は光電子放
出面30で吸収され、光電子を励起し真空中へ放出され
る。放出された光電子eは光電子放出面30に対向して
設置されたマイクロチャンネルプレート14に入射す
る。マイクロチャンネルプレート14は直径10μm程
度の小孔が多数あけられた2次電子増倍部からなり、こ
の小孔に入射した光電子は106 倍程度に増倍され、さ
らにマイクロチャンネルプレート14の出口に対向して
設置された蛍光体15に入射し発光する。
Light incident through the incident window 13 is absorbed by the photoelectron emission surface 30, excites photoelectrons, and is emitted into a vacuum. The emitted photoelectrons e enter the microchannel plate 14 installed facing the photoelectron emission surface 30. The microchannel plate 14 is composed of a secondary electron multiplying part having a large number of small holes with a diameter of about 10 μm, and the photoelectrons incident on the small holes are multiplied by about 10 6 times, and further exit to the exit of the microchannel plate 14. The fluorescent substance 15 installed facing each other emits light.

【0051】したがって、光電子放出面30の入射位置
に対応した位置の蛍光体15が発光するので、微弱光の
2次元位置検出が可能となる。この場合も、光電子放出
面30のダーク電流はマイクロチャンネルプレート14
で増倍されるので雑音となり画質を低下させる要因とな
る。本実施例で用いた図1または図4の光電子放出面
は、前述のようにダーク電流が大幅に減少しているの
で、これを応用した本実施例の画像増強管は、高感度か
つ高画質の2次元位置検出が可能となる。
Therefore, since the phosphor 15 at the position corresponding to the incident position on the photoelectron emitting surface 30 emits light, it is possible to detect the two-dimensional position of weak light. In this case as well, the dark current on the photoelectron emission surface 30 will be
Since it is multiplied by, it becomes noise and becomes a factor that deteriorates the image quality. Since the dark current is greatly reduced on the photoelectron emission surface of FIG. 1 or FIG. 4 used in this embodiment, the image intensifier tube of this embodiment to which this is applied has high sensitivity and high image quality. The two-dimensional position can be detected.

【0052】なお、本発明による光電子放出面は、上記
以外の電子管にも適用することが可能で、ストリーク管
など外部光電効果を利用するすべての電子管の光電ター
ゲットとして使用することができる。
The photoelectron emitting surface according to the present invention can be applied to electron tubes other than the above, and can be used as a photoelectric target for all electron tubes utilizing the external photoelectric effect such as a streak tube.

【0053】[0053]

【発明の効果】以上説明したように、本発明による光電
子放出面は、光吸収層と電子放出層の間に高抵抗のi型
中間層が存在するため、伝導帯の不連続部分に強い内部
電界が発生し、光電子がトンネル効果によりエネルギー
障壁を通過できるので、従来よりも低いバイアス電圧で
光電子を放出させることが可能となる。したがって、バ
イアス電圧の印加によるダーク電流を著しく減少させる
ことが可能である。
As described above, in the photoelectron emission surface according to the present invention, since the high resistance i-type intermediate layer is present between the light absorption layer and the electron emission layer, the strong internal portion is formed in the discontinuity portion of the conduction band. Since an electric field is generated and the photoelectrons can pass through the energy barrier due to the tunnel effect, it becomes possible to emit the photoelectrons with a bias voltage lower than the conventional one. Therefore, it is possible to significantly reduce the dark current due to the application of the bias voltage.

【0054】またさらに、電子放出層として厚さ100
Å以下のn型層を設けることにより、電子放出層に接す
る電極からの正孔の注入をさらに抑制できるので、ダー
ク電流をいっそう減少させることができる。
Furthermore, the electron emission layer has a thickness of 100.
By providing the n-type layer of Å or less, the injection of holes from the electrode in contact with the electron emission layer can be further suppressed, and thus the dark current can be further reduced.

【0055】これらの結果、本発明による光電子放出面
を用いることにより、光電子放出面からのダーク電流が
従来より著しく減少した高感度かつ低雑音の電子管を実
現することができる。
As a result, by using the photoelectron emission surface according to the present invention, it is possible to realize a highly sensitive and low noise electron tube in which the dark current from the photoelectron emission surface is significantly reduced as compared with the conventional one.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明による光電子放出面の実施例の断面概略
図である。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an embodiment of a photoelectron emitting surface according to the present invention.

【図2】図1の光電子放出面のバイアス電圧が印加され
ていないときのエネルギーバンド図である。
FIG. 2 is an energy band diagram when a bias voltage on the photoelectron emission surface of FIG. 1 is not applied.

【図3】図1の光電子放出面のバイアス電圧印加時のエ
ネルギーバンド図である。
3 is an energy band diagram when a bias voltage is applied to the photoelectron emission surface of FIG.

【図4】本発明による第2の光電子放出面の実施例の断
面概略図である。
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of an embodiment of a second photoelectron emission surface according to the present invention.

【図5】図4の光電子放出面のバイアス電圧が印加され
ていないときのエネルギーバンド図である。
5 is an energy band diagram when a bias voltage on the photoelectron emission surface of FIG. 4 is not applied.

【図6】図4の光電子放出面のバイアス電圧印加時のエ
ネルギーバンド図である。
6 is an energy band diagram when a bias voltage is applied to the photoelectron emission surface of FIG.

【図7】本発明による光電子放出面をヘッドオン型の光
電子増倍管へ応用した実施例の側断面図である。
FIG. 7 is a side sectional view of an embodiment in which the photoelectron emission surface according to the present invention is applied to a head-on type photomultiplier tube.

【図8】本発明による光電子放出面を画像増強管に応用
した場合の実施例の側断面図である。
FIG. 8 is a side sectional view of an example in which the photoelectron emission surface according to the present invention is applied to an image intensifying tube.

【図9】従来の遷移電子型光電子放出面の断面概略図で
ある。
FIG. 9 is a schematic cross-sectional view of a conventional transition electron type photoelectron emission surface.

【図10】図9の光電子放出面のバイアス電圧が印加さ
れていないときのエネルギーバンド図である。
FIG. 10 is an energy band diagram when a bias voltage on the photoelectron emission surface of FIG. 9 is not applied.

【図11】図9の光電子放出面のバイアス電圧印加時の
エネルギーバンド図である。
11 is an energy band diagram when a bias voltage is applied to the photoelectron emission surface of FIG.

【図12】薄膜の付加層が形成された光電子放出面の断
面概略図およびこの光電子放出面のバイアス電圧印加時
のエネルギーバンド図である。
FIG. 12 is a schematic cross-sectional view of a photoelectron emission surface on which a thin film additional layer is formed and an energy band diagram when a bias voltage is applied to the photoelectron emission surface.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…p+ 型半導体基板、2…p- 型半導体吸収層、3…
i型半導体中間層、4…p- 半導体電子放出層、5…シ
ョットキ電極、6…オーミック電極、7…アルカリ金
属、8…n型半導体放出層、9…ガラス側管、10…第
1ダイオード、11…第2ダイノード、12…陽極、1
3…入射窓、14…マイクロチャンネルプレート、15
…蛍光体、16,18…p+ 型光吸収層、17…付加
層、19…電極、20…放出層、21…窓層、30…光
電子放出面。
1 ... p + type semiconductor substrate, 2 ... p type semiconductor absorption layer, 3 ...
i-type semiconductor intermediate layer, 4 ... P - semiconductor electron emission layer, 5 ... Schottky electrode, 6 ... Ohmic electrode, 7 ... Alkali metal, 8 ... N-type semiconductor emission layer, 9 ... Glass side tube, 10 ... First diode, 11 ... 2nd dynode, 12 ... Anode, 1
3 ... Incident window, 14 ... Micro channel plate, 15
... Phosphor, 16, 18 ... p + type light absorption layer, 17 ... additional layer, 19 ... electrode, 20 ... emission layer, 21 ... window layer, 30 ... photoelectron emission surface.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 // H01L 31/10 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Office reference number FI technical display location // H01L 31/10

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 III −V族化合物半導体のヘテロ積層構
造を有し、入射光を吸収して光電子を励起する光電子放
出面において、 基板上に形成されたエネルギーギャップの小さな光吸収
層と、 前記光吸収層の上面に積層され、この光吸収層よりエネ
ルギーギャップが大きく、かつ高抵抗のi型中間層と、 前記i型中間層の上面に積層された電子放出層と、 前記基板に接する第1の電極と、 前記電子放出層に接する第2の電極とを備え、 前記入射光は前記基板側から入射し、前記光電子は前記
電子放出層側に放出されることを特徴とする光電子放出
面。
1. A photoabsorption layer having a small energy gap formed on a substrate at a photoelectron emission surface that has a hetero-stack structure of a III-V group compound semiconductor and that absorbs incident light to excite photoelectrons. An i-type intermediate layer laminated on the upper surface of the light absorbing layer, having a larger energy gap than the light absorbing layer and having a high resistance; an electron emission layer laminated on the upper surface of the i type intermediate layer; One electrode and a second electrode in contact with the electron emission layer, wherein the incident light enters from the substrate side and the photoelectrons are emitted to the electron emission layer side. .
【請求項2】 前記電子放出層は、厚さが100Å以下
のn型層であることを特徴とする請求項1記載の光電子
放出面。
2. The photoelectron emitting surface according to claim 1, wherein the electron emitting layer is an n-type layer having a thickness of 100 Å or less.
【請求項3】 前記基板に接する第1の電極は前記基板
表面の少なくとも一部が露出するパターンに形成され、
前記電子放出層に接する第2の電極は前記電子放出層表
面の少なくとも一部が露出するパターンに形成され、前
記入射光は前記基板の露出面から入射し、前記光電子は
前記電子放出層の露出面から放出されることを特徴とす
る請求項1記載の光電子放出面。
3. The first electrode in contact with the substrate is formed in a pattern in which at least a part of the surface of the substrate is exposed,
The second electrode in contact with the electron emission layer is formed in a pattern in which at least a part of the surface of the electron emission layer is exposed, the incident light enters from the exposed surface of the substrate, and the photoelectrons expose the electron emission layer. The photoelectron emission surface according to claim 1, wherein the photoelectron emission surface is emitted from the surface.
【請求項4】 前記電子放出層に接する前記第2の電極
は、Al、Au、Ag、Mo、NiもしくはWの金属も
しくはシリサイドまたはそれらの合金から成ることを特
徴とする請求項3記載の光電子放出面。
4. The photoelectron according to claim 3, wherein the second electrode in contact with the electron emission layer is made of a metal of Al, Au, Ag, Mo, Ni or W, a silicide, or an alloy thereof. Emission surface.
【請求項5】 請求項1記載の光電子放出面を具備する
ことを特徴とする電子管。
5. An electron tube comprising the photoelectron emitting surface according to claim 1.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007165478A (en) * 2005-12-12 2007-06-28 National Univ Corp Shizuoka Univ Photoelectric surface and photo-detector
JP2010067613A (en) * 2008-09-15 2010-03-25 Photonis Netherlands Bv Ion barrier membrane for use in vacuum tube using electron multiplying, electron multiplying structure for use in vacuum tube using electron multiplying, and vacuum tube using electron multiplying provided with such electron multiplying structure

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007165478A (en) * 2005-12-12 2007-06-28 National Univ Corp Shizuoka Univ Photoelectric surface and photo-detector
JP2010067613A (en) * 2008-09-15 2010-03-25 Photonis Netherlands Bv Ion barrier membrane for use in vacuum tube using electron multiplying, electron multiplying structure for use in vacuum tube using electron multiplying, and vacuum tube using electron multiplying provided with such electron multiplying structure

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